انبارهای ناوگان، ایستگاه های کریدور بزرگراه و هاب شارژ شهری همگی با محدودیت اساسی روبرو هستند: اتصال شبکه محلی محدود است، با این حال تقاضا برای شارژ سریع همچنان در حال افزایش است. شارژرهای DC Multi-Gun پاسخی مستقیم به این محدودیت هستند. به جای نصب چندین شارژر سریع DC مستقل، که هر کدام به کابینت تبدیل برق، حفاظت مدار و افت شبکه نیاز دارند، یک سیستم چند تفنگی تبدیل برق را متمرکز کرده و خروجی DC را به چندین توزیع کننده توزیع می کند. این معماری ردپا را کاهش میدهد، هزینه نصب را کاهش میدهد و استفاده هوشمندانهتر از ظرفیت شبکه موجود را امکانپذیر میسازد.
AMPPALتلاش مهندسی خود را بر ساختن پلتفرمهای چند تفنگی متمرکز کرده است که سرویس دهی آسان، ادغام ساده و به اندازه کافی انعطافپذیر برای پشتیبانی از ناوگان EV مختلط باقی میمانند. نمای کلی فنی زیر پارامترهای اصلی، محدوده مدل، منطق مدیریت توان، گزینههای اتصال و سوالات متداول اپراتور را توضیح میدهد.
یک شارژر سریع DC معمولی دارای یک کابینت برق و یک دیسپنسر با یک یا دو کابل است که به یک جایگاه پارکینگ خدمات میدهند. یک شارژر DC چند تفنگی از یک محفظه برق مرکزی و چندین دستگاه پخش کننده از راه دور یا یکپارچه استفاده می کند که هر کدام دارای کانکتور شارژ مخصوص به خود هستند. کابینت مرکزی شامل ماژولهای توان روی هم است که برق شبکه AC را به DC تبدیل میکند. سپس سیستم برق DC را به هر دیسپنسر مورد استفاده هدایت می کند. این بدان معناست که یک سایت واحد میتواند به دو، سه یا چهار وسیله نقلیه به طور همزمان سرویس دهد، بدون اینکه کل زنجیره تبدیل نیرو را تکرار کند.
برای اپراتورهای شارژ، تفاوت در هزینه سرمایه و هزینه عملیاتی نشان داده می شود. کابینت های کمتر به معنای کار کمتر بتنی، ترانشه سازی کمتر، اتصالات تابلو برق کمتر و نقاط خرابی کمتر است. ماژول های برق داخل کابینت را می توان در بین کانکتورها به اشتراک گذاشت، بنابراین وقتی یک وسیله نقلیه سرعت شارژ خود را کاهش می دهد، ظرفیت آزاد شده دوباره به کانکتور دیگر اختصاص می یابد. دستیابی به این استفاده پویا با شارژرهای کاملاً مستقل دشوار است.
برگه مشخصات یک شارژر DC چند تفنگی باید به عنوان یک سند در سطح سیستم خوانده شود، نه فقط یک رتبه شارژر. AMPPAL پارامترهای زیر را برای ترکیب چند تفنگ فعلی خود منتشر می کند. مقادیر برای تنظیمات استاندارد اعمال می شود. الزامات شبکه منطقه ای ممکن است بر ولتاژ و فرکانس ورودی تأثیر بگذارد.
این پارامترها به جای یک پورت شارژ منعکس کننده سیستم کامل هستند. اپراتورها باید توجه ویژه ای به محدوده ولتاژ خروجی و محدودیت های جریان داشته باشند، زیرا این مقادیر سرعت جلسه در دنیای واقعی را برای مدل های مختلف EV تعیین می کنند.
خط تولید AMPPAL با حداکثر خروجی کابینت و تعداد دیسپنسرهای متصل سازماندهی شده است. جدول زیر تنظیمات استاندارد را خلاصه می کند. انواع تفنگ های سفارشی و انواع رابط برای استقرار ناوگان بزرگ در دسترس هستند.
| مدل | حداکثر توان خروجی | تعداد اسلحه | جریان پیوسته در هر تفنگ | ولتاژ ورودی | رتبه بندی محوطه | ابعاد (W×D×H) | دمای عملیاتی |
| MG30-2 | 60 کیلو وات | 2 | 150 A | 480 VAC / 400 VAC | IP55 / IP54 | 700×600×1850 میلی متر | -30 تا 55 درجه سانتی گراد |
| MG60-3 | 120 کیلو وات | 3 | 200 A | 480 VAC / 400 VAC | IP55 / IP54 | 800×700×1950 میلی متر | -30 تا 55 درجه سانتی گراد |
| MG120-4 | 240 کیلو وات | 4 | 250 A | 480 VAC / 400 VAC | IP55 / IP54 | 1200×800×2000 میلی متر | -35 تا 60 درجه سانتی گراد |
| MG180-4 | 360 کیلو وات | 4 | 500 A با خنک کننده مایع | 480 VAC / 400 VAC | IP55 / IP65 اختیاری است | 1400×900×2100 میلی متر | -35 تا 60 درجه سانتی گراد |
هر مدل از همان مرحله قدرت ماژولار استفاده می کند، بنابراین یک کابینت 120 کیلوواتی را می توان با نصب ماژول های اضافی 30 کیلووات یا 40 کیلووات در میدان ارتقا داد. این ماژولاریت همچنین موجودی قطعات یدکی را برای اپراتورهایی که چندین سایت AMPPAL را مدیریت می کنند، ساده می کند.
مهمترین ویژگی نرم افزاری در یک شارژر DC چند تفنگی، اشتراک گذاری پویا قدرت است. تقسیم برق ثابت، رتبه بندی کابینت را به طور مساوی بین کانکتورها تقسیم می کند، که وقتی یک یا چند وسیله نقلیه نرخ شارژ خود را کاهش می دهند، ظرفیت را تلف می کند. اشتراک برق دینامیکی به طور مداوم ولتاژ و جریان درخواستی هر وسیله نقلیه را می خواند، سپس ظرفیت DC موجود را در زمان واقعی تخصیص می دهد.
در یک سیستم AMPPAL، کنترل کننده مرکزی از هر وسیله نقلیه متصل در فواصل 100 میلی ثانیه نمونه برداری می کند. اگر یک وسیله نقلیه وارد حالت ولتاژ ثابت شود و شروع به کاهش جریان جریان خود کند، کنترلر ظرفیت استفاده نشده را برای سایر جلسات فعال آزاد می کند. این امر به ویژه در انبارهای ناوگانی که مدل های مختلف EV با ولتاژ باتری های مختلف در کنار هم شارژ می شوند بسیار ارزشمند است. یک AMPPAL MG120-4 240 کیلوواتی می تواند 240 کیلووات کامل را به یک کانکتور در زمانی که سه کانکتور دیگر در حالت بیکار هستند تحویل دهد، یا با تغییر تقاضا، آن را به طور هوشمند در چهار خودرو تقسیم کند.
این سیستم همچنین از محدودیت های قدرت برنامه ریزی شده و یکپارچه سازی پاسخ تقاضا پشتیبانی می کند. اپراتورها می توانند مجموع توان سایت را در طول پنجره های اوج نرخ بهره برداری محدود کنند، یا به شارژر اجازه دهند تا زمانی که سیستم مدیریت ساختمان سیگنال پاسخ تقاضا را ارسال می کند، بار را به طور خودکار کاهش دهد. این قابلیت به جلوگیری از هزینه های گران قیمت کمک می کند و محل شارژ را در محدوده اتصال به شبکه نگه می دارد.
شارژرهای DC چند تفنگی فقط به اندازه ترکیب رابط آنها مفید هستند. AMPPAL هر تفنگ را به سفارش با کانکتورهای CCS1، CCS2، CHAdeMO یا GB/T میسازد. در آمریکای شمالی، رایجترین پیکربندی CCS1 برای خودروهای سبک بهعلاوه CHAdeMO اختیاری برای مدلهای قدیمی است. اپراتورهای اروپایی و آسیا-اقیانوسیه اغلب فقط CCS2 یا ترکیبی از CCS2 و CHAdeMO را انتخاب می کنند. تنظیمات GB/T برای بازارهایی که به آنها نیاز دارند در دسترس است.
خنک کننده کابل به یک متغیر مهم تبدیل شده است زیرا خودروسازان ولتاژ پک را به 800 ولت و نرخ شارژ را به 350 کیلو وات می برند. کابلهای خنککننده هوا سبکتر و سادهتر برای نگهداری هستند، اما ضخیمتر و سنگینتر از ۲۰۰ A پیوسته میشوند. مجموعههای کابل خنکشونده مایع اجازه میدهند جریانهای پیوسته تا 500 آمپر جریان داشته باشند در حالی که قطر کابل را قابل کنترل نگه میدارند. AMPPAL دیسپنسرهای خنکشونده مایع را در MG180-4 و بهعنوان یک ارتقاء اختیاری در مدلهای کممصرف که در آنها محافظت در آینده نگرانکننده است، ارائه میدهد.
هر تلگراف با یک سیستم مدیریت کابل یکپارچه، از جمله تعلیق کابل جمع شونده یا نصب بازوی چرخشی در دسترس است. این امر سایش کابل را کاهش می دهد و محل شارژ را برای رانندگان خالی نگه می دارد.
شبکه های شارژ نیاز به ارتباط قابل اعتماد بین شارژر و سیستم مدیریت مرکزی دارند. شارژرهای DC چند تفنگی AMPPAL از OCPP 1.6J و OCPP 2.0.1 پشتیبانی می کنند، به این معنی که می توانند بدون میان افزار سفارشی به اکثر پلتفرم های مدیریت شبکه شارژ اصلی متصل شوند. OCPP 2.0.1 پروفایل های امنیتی بهبودیافته، فرمان های شارژ هوشمند و مدیریت داده های تراکنش را اضافه می کند که مدیریت ناوگان های بزرگ را آسان تر می کند.
شارژرها همچنین Modbus TCP را برای ادغام با سیستم های مدیریت انرژی محلی ارائه می دهند. در انباری که در آن تولید خورشیدی، ذخیره باتری و بار ساختمان با هم مدیریت میشوند، Modbus به شارژر اجازه میدهد تا نقطه تنظیم انرژی را از کنترلکننده سایت دریافت کند. این سیستم می تواند خروجی را زمانی که تولید خورشیدی کاهش می یابد یا زمانی که ذخیره سازی در حد برنامه ریزی شده خود تخلیه می شود، کاهش دهد. دستیابی به این سطح از یکپارچگی با شارژرهایی که فقط OCPP را در معرض دید قرار می دهند و پروتکل محلی ندارند، دشوار است.
سخت افزار شارژ سریع DC با ولتاژ بالا و جریان بالا کار می کند، بنابراین رعایت ایمنی غیرقابل مذاکره است. شارژرهای DC چند تفنگی AMPPAL دارای گواهینامه UL 2202 و UL 2594 برای بازار آمریکای شمالی، CSA C22.2 شماره 346 برای کانادا، و نشان CE تحت IEC 61851-1 و IEC 61851-23 برای اروپا هستند. مسیر انطباق ISO 15118 احراز هویت plug-and-charge را فعال میکند، که تعداد مراحلی را که راننده برای شروع یک جلسه باید طی کند، کاهش میدهد.
محفظه ها برای نصب در فضای باز در آب و هوای متغیر طراحی شده اند. IP55 روی کابینت برق در برابر گرد و غبار و جت های آب کم فشار از هر جهت محافظت می کند. توزیع کننده های IP65 اختیاری برای مکان های ساحلی که در آن پاشش نمک رایج است، محافظت می کند. محدوده دمای عملیاتی -35 درجه سانتیگراد تا 60 درجه سانتیگراد اکثر سناریوهای استقرار را پوشش می دهد، با منطق کنترل بخاری و فن که از تراکم در داخل محفظه در طول تغییرات سریع دما جلوگیری می کند.
انبارهای ناوگان واضح ترین مناسب برای معماری چند تفنگی هستند. ون های تحویل، اتوبوس های مدرسه و وسایل نقلیه خدمات شهری اغلب در زمان های مشابه به انبار باز می گردند و نیاز به چرخش سریع دارند. یک سیستم چهار تفنگی به چندین وسیله نقلیه اجازه میدهد یک شبه یا در طول یک توقف کوتاه مدت شارژ شوند، بدون اینکه هر جایگاه پارکینگ به کابینت کامل برق خود نیاز داشته باشد. کنترل کننده مرکزی همچنین می تواند وسایل نقلیه خاص را بر اساس برنامه های حرکت اولویت بندی کند.
راهروهای شارژ سریع عمومی از همین سخت افزار بهره می برند. ایستگاه های استراحت بزرگراه ها و جایگاه های سوخت اغلب ظرفیت الکتریکی محدودی دارند. یک کابینت 360 کیلوواتی که چهار تلگراف را تغذیه می کند به این معنی است که چهار راننده می توانند بلافاصله شارژ را شروع کنند، حتی اگر مجموع قدرت سایت کمتر از مجموع چهار شارژر مستقل مورد نیاز باشد. نرمافزار اشتراکگذاری انرژی پویا از صفهای طولانی جلوگیری میکند و تجربه کلی را برای رانندگانی که با حالتهای شارژ متفاوت وارد میشوند، بهبود میبخشد.
محل کار و مکانهای خردهفروشی میتوانند از سیستمهای چند تفنگ کوچکتر برای ارائه شارژ سریع DC بدون هزینه نصب یک ایستگاه عمومی با اندازه کامل استفاده کنند. یک AMPPAL MG30-2 میتواند به دو فضای پارکینگ خدمات دهد و در عین حال هزینههای نصب را برای مالکان قابل کنترل نگه دارد. از آنجایی که سیستم ماژولار است، مالک می تواند بعداً با افزایش پذیرش EV کارمندان، ظرفیت اضافه کند.
نصب یک شارژر DC چند تفنگی به برنامه ریزی بیشتری نسبت به یک واحد تک پورت نیاز دارد، اما هزینه کل سایت اغلب برای هر محل شارژ کمتر است. کابینت برق مرکزی باید تا حد امکان نزدیک به تابلو برق اصلی قرار گیرد تا هزینه فیدر AC کاهش یابد. دیسپنسرها را می توان تا فاصله 50 متری از کابینت با استفاده از کابل های برق DC نصب کرد، مشروط به محاسبات اندازه کابل و افت ولتاژ. AMPPAL یک ابزار برنامه ریزی سایت ارائه می دهد که گیج کابل، عمق ترانشه و درجه بندی حرارتی را بر اساس مشخصات بار مورد انتظار محاسبه می کند.
هر جایگاه پارکینگ باید دارای یک پد بتنی یا سطح آسفالت باشد که برای وزن دستگاه توزیع کننده و سیستم مدیریت کابل مشخص شده است. برای جلوگیری از ضربه خودرو، بولارد یا توقف چرخ توصیه می شود. کابینت به حداقل فاصله 800 میلی متری در همه طرف های دسترسی سرویس و 1000 میلی متر در جلوی در نیاز دارد. واحدها برای ورود کابل از طریق پایین یا عقب طراحی شده اند که مجراها را از دید دور نگه می دارد و خطرات سفر را کاهش می دهد.
AMPPALشارژرهای DC چند تفنگی با پنلهای سرویس دسترسی جلو و ماژولهای قدرت مدولار ساخته شدهاند که میتوانند توسط یک تکنسین با استفاده از ابزار استاندارد جایگزین شوند. رایج ترین موارد نگهداری عبارتند از تعویض فیلتر هوا، بازرسی کابل، بررسی سایش پین اتصال و به روز رسانی سیستم عامل. سیستم های خنک شونده با مایع نیاز به بررسی سطح مایع خنک کننده و پمپ در فواصل زمانی توصیه شده در دفترچه راهنمای سرویس دارند.
کنترلکننده شارژر تمام رویدادهای خطا، دادههای دما و معیارهای تحویل انرژی را به صورت محلی ثبت میکند و میتواند آنها را به سیستم مدیریت شبکه منتقل کند. این داده ها به تیم های تعمیر و نگهداری کمک می کند تا قبل از اعزام تکنسین، مشکلات را از راه دور تشخیص دهند. اکثر عیوب را می توان از راه دور از طریق دستورات OCPP یا با راه اندازی مجدد یک ماژول قدرت جداگانه حل کرد، که زمان خاموش شدن سایت را کاهش می دهد.
س: آیا دو یا چند وسیله نقلیه می توانند همزمان با یک شارژر DC چند تفنگی AMPPAL با سرعت کامل شارژ شوند؟
A: این بستگی به رتبه کابینه و درخواست شارژ وسایل نقلیه دارد. این سیستم می تواند حداکثر خروجی خود را به یک اسلحه در زمانی که بقیه بیکار هستند ارائه دهد. هنگامی که چندین وسیله نقلیه متصل می شوند، نیروی موجود به صورت پویا به اشتراک گذاشته می شود. به عنوان مثال، یک مدل 240 کیلووات می تواند یک وسیله نقلیه را با 240 کیلووات، دو وسیله نقلیه هر کدام 120 کیلووات، یا چهار وسیله نقلیه را با قدرت 60 کیلووات در صورتی که همگی تقاضای یکسانی داشته باشند، شارژ می کند. اگر یک وسیله نقلیه به 40 کیلو وات کاهش یابد، کنترل کننده بلافاصله 20 کیلووات آزاد شده را به جلسه فعال دیگری اختصاص می دهد. این بدان معناست که خودروها زمانی که کابینت کاملاً اشغال شده است به ندرت حداکثر شارژ را انجام می دهند، اما سایت به طور کلی از ظرفیت شبکه بسیار کارآمدتر از شارژرهای مستقل استفاده می کند.
س: تفاوت بین اشتراک توان پویا و تقسیم توان ثابت چیست؟
A: تقسیم برق ثابت ظرفیت کابینت را به طور مساوی بین کانکتورها تقسیم می کند، صرف نظر از اینکه هر وسیله نقلیه می تواند از آن استفاده کند یا خیر. اشتراکگذاری انرژی پویا، درخواست و ولتاژ باتری هر خودرو را در زمان واقعی اندازهگیری میکند، سپس ظرفیت را بر اساس آن توزیع میکند. در یک سیستم AMPPAL، کنترلر از هر وسیله نقلیه متصل در فواصل 100 میلی ثانیه نمونه برداری می کند. اگر یک وسیله نقلیه جریان جریان خود را در طول فاز ولتاژ ثابت کاهش دهد، این ظرفیت به کانکتور دیگری منتقل می شود. اشتراک گذاری پویا تنها رویکردی است که استفاده از کانکتور را به حداکثر می رساند و میانگین زمان جلسه را بدون نیاز به اتصال شبکه بزرگتر کاهش می دهد.
س: آیا شارژرهای DC چند تفنگی AMPPAL با خودروهای برقی 400 ولت و 800 ولت سازگار هستند؟
ج: بله. همه مدل های شارژر DC چند تفنگی AMPPAL محدوده ولتاژ 150-1000 VDC را تولید می کنند. شارژر به طور خودکار ولتاژ باتری خودرو را تشخیص می دهد و خروجی DC را متناسب با آن تنظیم می کند. این بدان معناست که یک تسلا مدل 3 400 ولت و یک هیوندای آیونیک 5 800 ولتی می توانند به طور همزمان روی یک واحد، در اسلحه های مختلف شارژ شوند. این سیستم به تقویت کننده خارجی یا ماژول های شارژ جداگانه برای پلت فرم های ولتاژ بالا نیاز ندارد.
س: چند دیسپنسر را می توان به یک کابینت برق مرکزی AMPPAL متصل کرد؟
A: پیکربندی استاندارد از دو، سه یا چهار تفنگ توزیع کننده در هر کابینت پشتیبانی می کند. MG30-2 و MG60-3 برای مکان های جمع و جور با دو یا سه جای پارک طراحی شده اند. MG120-4 و MG180-4 از چهار تفنگ پشتیبانی می کنند و برای انبارهای بزرگتر یا هاب های شارژ سریع عمومی در نظر گرفته شده اند. در جاهایی که به جایگاههای اضافی نیاز است، چند کابینت مرکزی میتوانند یک گذرگاه DC مشترک را به اشتراک بگذارند یا بهصورت گروهی توسط کنترلکننده سایت یکسان مدیریت شوند. AMPPAL همچنین گزینههای توزیعکننده ماهوارهای را ارائه میکند که محلهای شارژ را دورتر از کابینت برق برای چیدمانهای درایو دراز میکند.
س: یک شارژر DC چند تفنگی به چه تعمیراتی نیاز دارد؟
پاسخ: اکثر شارژرهای DC چند تفنگی AMPPAL به چهار سرویس روتین نیاز دارند: تمیز کردن یا تعویض فیلتر هوا هر شش تا دوازده ماه بسته به قرار گرفتن در معرض گرد و غبار، بازرسی بصری کابل ها و کانکتورها هر سه ماه یکبار، به روز رسانی سیستم عامل در زمان انتشار، و بررسی گشتاور سالانه در پایانه های الکتریکی. مدل های خنک شونده با مایع سطح مایع خنک کننده را اضافه می کنند و حداقل دو بار در سال پمپ را بررسی می کنند. سیستم اطلاعات دما و خطا را به طور مداوم ثبت می کند، بنابراین بسیاری از مشکلات را می توان از راه دور قبل از اعزام تکنسین تشخیص داد. از آنجایی که ماژول های برق قابل تعویض هستند، تعویض ماژول معمولا کمتر از 30 دقیقه طول می کشد و نیازی به خاموش کردن سایر تفنگ ها نیست.
س: آیا پس از نصب سیستم می توان ظرفیت شارژ را افزایش داد؟
ج: بله. شارژرهای DC چند تفنگی AMPPAL از مرحله قدرت ماژولار استفاده می کنند، بنابراین یک کابینت 60 کیلووات را می توان به 120 کیلو وات، یک کابینت 120 کیلووات به 240 کیلووات و یک کابینت 240 کیلووات را به 360 کیلو وات با افزودن ماژول های قدرت ارتقا داد. ارتقاء میدانی به یک تکنسین سرویس و به روز رسانی سیستم عامل نیاز دارد. در برخی موارد، فیدر AC و حفاظت مدار باید برای تامین توان بالاتر ارتقا یابد، بنابراین ارتقاء باید با طرح اصلی برق سایت برنامه ریزی شود. معماری ماژولار از سرمایه گذاری اولیه محافظت می کند و به اپراتورها اجازه می دهد تا ظرفیت شارژ را با افزایش ترافیک EV افزایش دهند.